目录 1
第1章 MSC.Marc/Mentat概况 1
1.1 概述 1
1.1.1 MSC.Marc的开发历史 1
1.1.2 MSC.Marc/Mentat特点 1
1.2 直观、易用的MSC.Mentat图形用户界面 2
1.2.1 MSC.Mentat输入和输出 2
1.2.2 图形界面和菜单系统 3
1.2.3 MSC.Mentat的几何造型及网格生成 3
1.2.4 MSC.Mentat前处理的其他功能 5
1.2.5 MSC.Mentat交互式的有限元分析模型定义 6
1.2.6 MSC.Mentat的分析JOB定义 6
1.3.1 结构分析 7
1.3 强大的分析功能 7
1.2.7 MSC.Mentat的后处理 7
1.3.2 失效和破坏分析 10
1.3.3 热传导分析 11
1.3.4 滑动轴承分析 11
1.3.5 流体分析 11
1.3.6 其他非结构分析 12
1.3.7 耦合场分析 12
1.3.8 加工工艺仿真 13
1.4 完整的材料模型 15
1.4.1 材料的机械性能 16
1.4.2 橡胶类材料 19
1.4.3 其他弹性体材料 19
1.4.4 复合材料 19
1.4.6 岩石、冰雪材料 20
1.4.5 低抗拉材料 20
1.4.7 土壤模型 21
1.4.8 非结构材料 21
1.5 稳定的求解技术 22
1.5.1 参考系 22
1.5.2 时间积分 22
1.5.3 带宽优化 22
1.5.4 非线性代数方程组迭代求解方法 22
1.5.5 收敛性判据 23
1.5.6 线性代数方程组的求解 23
1.5.7 自适应的载荷／时间步长控制 23
1.6 丰富的单元库 24
1.6.1 单元类型 24
1.7 先进的网格重划和自适应技术 25
1.6.2 单元连接 25
1.7.1 网格重划分 26
1.7.2 网格自适应技术 26
1.7.3 单元死活技术 27
1.8 灵活的求解问题的开放性 27
1.9 一流的并行算法 28
1.9.1 并行算法 28
1.9.2 分区方法 28
1.9.3 并行分析能力 29
1.9.4 并行环境 29
1.9.5 并行性能扩展性 29
第2章 Mentat常用菜单 30
2.1 概述 30
2.2 主菜单 32
2.3 静态菜单 33
2.3.1 UTILS菜单 34
2.3.2 FILES菜单 35
2.3.3 PLOT菜单 36
2.3.4 VIEW菜单 39
2.3.5 HELP菜单 40
2.4 前处理 41
2.4.1 MESH GENERATION（网格生成） 42
2.4.2 列表键菜单 44
2.4.3 BOUNDARY CONDITIONS（边界条件定义） 45
2.4.4 INITIAL CONDITIONS（初始条件定义） 47
2.4.5 MATERIAL PROPERTIES（材料性质定义） 48
2.4.6 GEOMETRY PROPERTIES（几何性质定义） 52
2.4.7 CONTACT（接触定义） 54
2.4.8 SELECT（选择集的定义） 57
2.4.9 TABLES（表格的定义） 58
2.5.1 载荷工况的定义 61
2.5 分析（ANALYSIS） 61
2.5.2 作业参数的定义并提交运行 65
2.6 后处理 71
第3章 操作入门 74
3.1 概述 74
3.2 基本步骤 74
3.3 实例一：简单几何建模和分网 76
3.4 实例二：带孔方板弹性分析 89
3.5 实例三：修改带孔方板弹性分析模型并分析 102
第4章 网格划分方法 106
4.1 概述 106
4.2 二维平面网格划分方法 106
4.3 曲面网格划分方法 109
4.4 三维实体网格划分方法 111
4.5 其他网格生成和编辑工具 115
4.6 网格划分实例 121
第5章 Marc/Mentat结果输出 161
5.1 概述 161
5.2 单位一致性 161
5.3 有限元应力计算 162
5.3.1 Mentat中的外插法／平均法 162
5.3.2 应力轴系统 163
5.3.3 高斯点结果 164
5.3.4 连续和广义应力 164
5.3.5 应力结果类型 167
5.4 材料轴定义 171
5.5 复合材料失效指标 173
5.6 I-DEAS/Hypermesh结果输出 174
5.7 更新或总体拉格朗日求解结果 175
5.8 塑性应变 176
5.9 输出到.OUT文件 177
5.9.1 单元应力、应变 177
5.9.2 反作用力 179
5.9.3 连续单元节点力输出 180
5.9.4 特征值的文件输出结果 180
5.9.5 接触分析输出 180
5.9.6 迭代求解器迭代输出 181
5.9.7 用户子程序 182
5.9.8 其他 182
5.10 结果的其他说明 182
5.11 后处理的一些特殊功能 183
5.11.1 创建动画AVI文件 183
5.11.2 流线图及粒子流动图 184
5.11.3 应变能 185
6.1 概述 186
第6章 单元类型的选择 186
6.2 实体单元 187
6.3 壳单元 193
6.4 梁单元 194
6.4.1 单元分类 195
6.4.2 MSC.Marc截面方向和截面定义 195
6.4.3 MSC.Mentat几何特性定义 199
6.5 特殊单元 200
6.6 带加强筋壳体结构的弹塑性分析 204
6.7 盒形梁的屈曲分析 216
6.7.1 问题描述 216
6.7.2 分析过程 217
7.2.1 接触体定义的常见问题 232
7.2 接触体的定义与二阶接触单元 232
7.1 概述 232
第7章 接触问题及其解决方法 232
7.2.2 解析接触 233
7.2.3 梁与梁接触 234
7.2.4 壳接触 234
7.2.5 接触和边界条件 235
7.2.6 二阶单元接触 235
7.2.7 二阶单元接触的后处理 237
7.3 接触体的编号与接触表 238
7.3.1 接触体的编号依据 238
7.3.2 接触表 239
7.4 有关摩擦的问题 241
7.5 有关设置 243
7.6 常见问题及修正 244
7.7 过盈配合分析 246
7.8.1 概述 256
7.8 热接触 256
7.8.2 圆环内管道热接触分析 258
7.9 梁—梁接触 266
7.9.1 概述 266
7.9.2 集电弓架接触过项电线 267
第8章 三维J积分的计算与裂纹扩展 279
8.1 概述 279
8.2 具有半椭圆表面裂纹的试样J积分 279
8.3 齿轮传动和破坏分析 297
第9章 轮胎的稳态转动分析 306
9.1 概述 306
9.2 Rebar单元的类型及应用原理 306
9.2.1 Rebar单元的定义 306
9.2.3 应力与应变的输出及前、后处理 308
9.2.2 INSERT模型定义选项 308
9.3 轴对称分析数据转换到3D分析 309
9.4 稳态转动分析 310
9.4.1 运动方程 311
9.4.2 惯性影响 312
9.4.3 转动接触 312
9.5 轮胎的稳态转动分析 313
9.5.1 概述 313
9.5.2 2D分析 313
9.5.3 3D分析 315
第10章 3D网格重划分 327
10.1 概述 327
10.2 157号四面体单元划分 327
10.3 四面体网格重划分的准则 330
10.4 四面体网格重划分的控制和网格参数 331
10.5 四面体网格重划分的测试 333
10.6 人造橡胶密封模拟分析 340
10.7 橡胶网格重划分与尺寸变化的刚体 349
第11章 形状记忆合金 355
11.1 概述 355
11.2 热—机记忆模型 355
11.2.1 转化导致变形 356
11.2.2 本构理论 357
11.2.3 相变应变 358
11.3 机械记忆模型 359
11.3.1 模型的基本公式 359
11.3.2 相变和激活条件 360
11.3.3 时间离散模型 361
11.4 弓形线状形状记忆合金模型 362
12.2 压电分析 378
12.2.1 单元及选项 378
12.1 概述 378
第12章 微机电系统分析 378
12.2.2 基本方程 379
12.3 超声马达定子的特征值分析 380
12.4 电—热—机械耦合分析 398
12.5 微型电热制动器模拟 399
第13章 圆柱封头垫片热—机耦合分析 405
13.1 概述 405
13.2 垫片 405
13.3 本构模型 405
13.4 缸体模拟气缸盖接头 409
第14章 空腔结构分析 430
14.1 概述 430
14.2 空腔压力载荷 430
14.4 空气减震器模拟 432
14.3 空腔表面单元 432
第15章 材料非线性本构模型 443
15.1 概述 443
15.2 Chaboche模型 443
15.2.1 时间不相关循环塑性材料 443
15.2.2 时间相关循环塑性 446
15.2.3 涡轮导向叶片分析 447
15.3 隐式蠕变 457
第16章 加工过程的模拟 472
16.1 概述 472
16.2 数控加工过程的FEM模拟 472
16.2.1 概述 472
16.2.2 数控加工过程的FEM模拟实例 473
16.3.1 概述 483
16.3 板料成形 483
16.3.2 平面各向异性板料凸耳成形的模拟 484
16.3.3 使用非线性弹簧模拟拉延筋 495
16.4 Jominy顶端淬火测试样本的热传递和应力分析 499
16.4.1 时间—温度—相变 499
16.4.2 Jominy顶端淬火测试样本的热传递和应力分析 501
附录 519
附录A 插值形函数 519
A.1 形函数分类 519
A.2 形函数性质 521
A.3 形函数常见问题 521
附录B 有限元平衡 525
附录C 坐标转换 528
附录D 主应力（平面应力） 529
主要参考文献 530